EDM de Hundimiento vs EDM de Hilo: Diferencias Clave y Aplicaciones Explicadas

A diferencia del mecanizado ordinario, el EDM puede cortar metales sin contacto físico. Lo logra creando una chispa eléctrica que erosiona material de la pieza. El EDM no sirve para todas las aplicaciones, pero es una herramienta esencial en el arsenal del maquinista.

Existen algunas variantes de EDM, las dos principales son EDM de hundimiento (sinker EDM) y EDM de hilo (wire EDM). Este artículo analiza las diferencias entre estos dos procesos, señalando aplicaciones típicas para cada uno.

¿Qué es el mecanizado por descarga eléctrica?

El mecanizado por descarga eléctrica es una forma de fabricación de metales. En algunos aspectos se parece al mecanizado tradicional (donde una herramienta de corte remueve secciones de una pieza), pero en otros es altamente único.

La principal diferencia entre EDM y mecanizado ordinario es que el EDM no requiere contacto físico entre herramienta y pieza para cortar. En su lugar, usa una corriente eléctrica para crear chispa capaces de erosionar la pieza. Esto tiene ventajas e inconvenientes: las descargas eléctricas pueden penetrar metales muy duros sin deformación significativa, pero los tipos de corte posibles son más limitados y el proceso es más difícil de configurar.

Debido a la naturaleza del proceso, el EDM se usa en metales conductoras eléctricamente, y puede cortar incluso metales muy duros (acero endurecido, tungsteno, titanio, etc.) sin crear vibraciones y chatter dañinos como una herramienta de máquina ordinaria. Esto lleva a alta precisión y tolerancias muy ajustadas. Dicho esto, el proceso EDM también causa erosión en la herramienta, por lo que esta debe gestionarse cuidadosamente o reemplazarse regularmente.

El EDM suele agruparse con otros procesos de mecanizado no estándar como corte por chorro de agua y corte láser, aunque estos tres funcionan de formas muy diferentes.

El proceso EDM explicado

El mecanizado por descarga eléctrica requiere una máquina de descarga eléctrica, un líquido dieléctrico, una herramienta y una pieza de trabajo.

El proceso requiere un voltaje eléctrico, que crea una serie de descargas de corriente entre dos electrodos. En este caso, los dos electrodos son la herramienta metálica y la pieza metálica, que nunca se tocan y están separados por el líquido dieléctrico (típicamente aceite hidrocarburo o agua desionizada). El espacio entre herramienta y pieza se llama hueco de chispa y es controlado precisamente por la máquina.

Durante el proceso EDM, el operador aumenta el voltaje, causando ruptura dieléctrica del líquido —este cambia repentinamente de aislante a conductor eléctrico. Este cambio repentino produce un arco eléctrico en el estrecho espacio entre herramienta y pieza, y este arco erosiona material de ambos electrodos. La erosión de la pieza es el objetivo, pero la de la herramienta debe gestionarse —por ejemplo, reemplazándola constantemente con una nueva sección de metal.

El fluido dieléctrico tiene otras funciones además de crear el arco eléctrico. Entre descargas, el fluido arrastra residuos metálicos (equivalente a virutas) lejos de la pieza, y se añade fluido nuevo. Este proceso se llama lavado (flushing).

Diferentes variantes de EDM sirven para distintos propósitos. Este artículo cubre EDM de hundimiento y EDM de hilo, aunque existen variantes más especializadas como EDM de taladrado rápido.

¿Qué es el EDM de hundimiento?

El mecanizado por descarga eléctrica de hundimiento, a veces llamado EDM de ariete, EDM de volumen o EDM de cavidad, es una forma de EDM que puede parecer muy alejada del mecanizado convencional. Comparte rasgos con procesos de moldeo y conformado, y a veces se le llama simplemente hundimiento de matrices —reflejo de su tenue relación con el mecanizado.

La diferencia clave entre EDM de hundimiento y EDM de hilo (la otra forma principal) está en la herramienta y su movimiento. El EDM de hundimiento crea cavidades de forma compleja en la pieza, y para ello la herramienta debe tener la forma de una copia positiva de la cavidad deseada. Por ejemplo, para crear una cavidad con forma de pirámide, se usa una herramienta con forma de pirámide.

Esto difiere de la mayoría de procesos de mecanizado, donde una herramienta de corte fina se movería a lo largo de tres ejes —lado a lado, adelante y atrás, y hacia abajo— para tallar la forma de pirámide (en lugar de ser ella misma pirámide).

En EDM de hundimiento, la herramienta conformada (o matriz) se mecaniza típicamente por CNC a partir de materiales como grafito, cobre o tungsteno, lo que añade tiempo y coste al proceso. (También puede fabricarse usando EDM de hilo.) Además, es práctica común usar una herramienta de desbaste (para remover el grueso del material) y luego una de acabado (para detalle fino).

Durante el proceso, la herramienta se baja (hunde) lentamente en la pieza, erosionando material y creando una cavidad que replica la forma de la herramienta, manteniendo un hueco de chispa constante mientras desciende. Ocurren cientos de miles de chispas por segundo. El líquido dieléctrico más común para EDM de hundimiento es aceite hidrocarburo, aunque pueden usarse otros.

Aplicaciones del EDM de hundimiento

El EDM de hundimiento crea cavidades complejas y es especialmente útil para fabricar moldes, matrices y otras formas de utillaje —especialmente de materiales duros como acero para herramientas. También es mejor que otros procesos para crear esquinas interiores agudas y nervios profundos.

Aplicaciones comunes:

• Utillaje rápido
• Fabricación de moldes
• Moldes para inyección
• Matrices
• Detalles finos
• Esquinas interiores agudas
• Nervios profundos y delgados
• Cavidades ciegas
• Ranuras ciegas
• Estriados internos
• Roscas

¿Qué es el EDM de hilo?

El mecanizado por descarga eléctrica de hilo, a veces llamado corte por hilo o EDM de hilo, es una forma de EDM que se asemeja a cortar queso con hilo de cortar queso. A diferencia del EDM de hundimiento, el EDM de hilo usa un hilo metálico delgado como herramienta —aunque, como en todo EDM, no hay contacto físico con la pieza.

El EDM de hilo puede cortar materiales muy duros, y casi siempre se usa para cortar completamente la pieza (con la longitud del hilo expuesto mayor que la altura de la pieza). Esta es una diferencia mayor con el EDM de hundimiento, que crea cavidades. En EDM de hilo, se usa típicamente agua desionizada como líquido dieléctrico, y el hilo suele ser de latón.

Durante el proceso, un hilo delgado se sujeta entre dos guías de diamante, una sobre la pieza y otra debajo, que se mueven en ejes X e Y según instrucciones CNC. (La guía superior puede moverse en otros ejes para cortes más complejos.) Como en otros EDM, descargas de corriente causan chispa entre hilo y pieza, erosionando esta.

Como las chispas también erosionan la herramienta, el hilo se mueve constantemente mediante una bobina de suministro, de modo que la sección expuesta en el hueco de chispa se renueva constantemente. Las secciones usadas se desechan.

En EDM de hilo es posible usar calibres muy finos (diámetros desde 20 micras) para cortes muy finos. Pero, como en EDM de hundimiento, es práctica común hacer desbaste primero, seguido de pasadas de acabado.

Aplicaciones del EDM de hilo

El EDM de hilo se usa típicamente frente al mecanizado tradicional para cortar placas muy gruesas de metal duro. Es popular para producir punzones, herramientas y matrices. No causa deformación de la pieza y produce buen acabado superficial.

Aplicaciones comunes:

• Placas gruesas
• Matrices de extrusión
• Punzones de corte
• Piezas automotrices y aeroespaciales
• Piezas de tolerancia ajustada
• Dispositivos médicos y dentales
• Piezas donde las rebabas son inaceptables
• Piezas delgadas que podrían romperse en mecanizado convencional
• Electrodos de grafito para EDM de hundimiento

Comparación rápida: EDM de hundimiento vs EDM de hilo